摘要：为构建适用于铁路隧道施工建设阶段碳排放预测的算法模型,以某铁路隧道建设工程为研究案例,首先基于碳排放计算体系量化得到案例隧道的施工碳排放量与各子阶段碳排放占比;然后采用多种机器学习算法构建不同预测模型,结合动物优化算法对预测模型进行参数调优,选用R2、MAE、MSE、RMSE、MAPE、SMAPE等评价指标对比分析拟合效果,筛选最佳预测模型,并基于SHAP值分析各参数变量的重要性程度。结果显示:建材生产阶段对隧道施工碳排放的贡献最大,建材运输阶段的碳排放最小;BP神经网络相对随机森林、LightGBM、SVR、极限学习机等算法的回归效果更好,并且通过对比使用PSO算法、WOA算法和SSA算法优化后的回归预测模型,WOA-BP算法的拟合效果最好;基于SHAP算法的分析,各参数变量的特征重要性排名依次为:开挖面积>围岩等级>开挖工法>埋深。

摘要：深部层状围岩结构强度具有各向异性特点,此类地层中修建盾构隧道,管片衬砌易受偏压作用,对结构安全构成挑战。开展层状围岩与盾构管片衬砌相互作用关系的相似模型试验研究,研究不同层理倾角下管片衬砌壁后围岩压力、管片衬砌内力和变形分布规律。研究结构表明：管片衬砌受力和变形特征受层理面控制明显,管片衬砌受力极不均匀,弯矩、轴力和变形呈现非对称分布;管片衬砌壁后围岩压力最大值集中在强度最弱的层理面法线方向,该方向上管片衬砌的弯矩最大,轴力最小,变形最大;层理倾角对管片衬砌的受力和变形影响显著,层理倾角不仅影响管片衬砌壁后围岩压力分布形状还影响其量值大小;均质地层中,管片衬砌裂缝主要出在封顶块接头处和其他环向接头处,层状地层中管片衬砌裂缝出现位置受接头位置影响减弱,而受层理倾角影响明显,管片衬砌裂缝出现位置主要集中在层理面法向。研究结果对层状围岩中修建盾构隧道的支护结构型式设计具有一定参考价值。

摘要：依托我国西部高烈度地震区穿越大型活动断裂带隧道工程,开展穿越断层带多破裂面隧道振动台试验。根据测点加速度响应、动应变响应、位移响应和震后裂缝形态,研究隧道节段式衬砌结构和围岩在强度递增地震波激励下的能量、损伤变化特征,基于希尔伯特–黄变换(HHT),从Hilbert边际谱和瞬时能量谱角度讨论围岩和隧道结构的地震损伤发展。研究结果表明:(1)强震作用下模型土表面同震位移显著,根据破裂面两侧围岩同位错量可定义断层破碎带内的主、次破裂面。(2)断层下盘主破裂面附近隧道结构的损伤发展滞后于上盘,0.4 g地震作用下主破裂面附近隧道结构主频和边际谱峰值降幅最大达到了29.1%和87.1%,损伤发展程度远大于其他部位。(3)隧道结构以受拉开裂为主,0.2 g地震作用上盘主破裂面附近仰拱出现拉裂破坏,而拱腰在0.4 g地震作用产生拉裂破坏。(4)断层上盘围岩在0.5 g地震动下主频降幅达到34.7%,围岩损伤程度明显超过下盘和断层破碎带中部。(5)根据隧道结构破坏形态,仰拱是隧道抗震薄弱部位,出现了不同程度开裂,需要加强隧道仰拱的抗震与减震耦合设计;断层上盘交界面附近隧道结构地震损伤最为严重,断层破碎带中部隧道结构震害较轻,穿越断层破碎带隧道需分区抗震设防。本文结论可为高烈度地震区隧道工程抗震与减震设计提供一定的参考依据。

摘要：为进一步提高隧道防灾疏散救援设计水平,依托叙毕铁路隧道工程,采用理论分析和数值模拟验证的方法,对采用单辅助坑道作为紧急出口的隧道通风计算方法进行进一步讨论。结果表明:(1)对于单线隧道采用辅助坑道作为紧急出口的隧道防灾通风设计,应考虑正洞段风阻的影响;(2)对于单线隧道采用辅助坑道作为紧急出口的隧道防灾通风设计,应采用网络法进行计算;(3)在单紧急通道防灾救援模式下,对于采用600 m以下的辅助坑道作为紧急出口的单线隧道,简算法计算结果与网络法计算结果相比,计算差别较大;对于辅助坑道600 m以上、1100 m以下且正洞与紧急通道总长在10 km以下的隧道,简算法与网络法差别不大;对于正洞加紧急通道总长度大于10 km的隧道应采用网络法进行计算。

摘要：以苏通GIL工程为背景,建立三维精细化有限元模型,对盾构隧道斜螺栓-凹凸榫式新型环间接头承受压剪作用时的受力和变形过程进行仿真分析,并通过数值模拟说明其必要性。模型采用实体单元,对盾构隧道环间接头混凝土、螺栓、套筒、垫片等细部结构进行1∶1模拟,基于三维模型对环间接头错台、接头转动及凹凸榫作用等进行分析,并采用接头抗剪足尺试验进行对比验证。结果表明:(1)环间接头在顺剪和逆剪加载条件下,接头错台量曲线的变化规律相近,均呈抛物线+直线形状,但逆剪工况时接头刚度比顺剪低20%;(2)环间接头受剪时会产生转动,转动角随着剪切力增大,最大达0.11 rad,不同剪轴比下纵向力对转动角的影响不同;(3)凹凸榫对接头抗剪性能有10%幅度的强化作用,且不受剪切方向影响;(4)与接头抗剪足尺试验对比表明,三维精细化环间接头模型能反应接头的实际受力变形过程,刚度差在10%左右。

摘要：为探讨填海地层挤扩支盘桩的承载机理,依托深圳市滨海大道下沉隧道桩基工程,开展了挤扩支盘桩抗压、抗拔现场静载试验,分析了挤扩支盘桩桩顶位移规律、桩身轴力分布规律、支盘结构承载情况及分担比例等。结果表明,支盘桩达到桩顶极限荷载量时,仍具有较大的承载潜力;支盘桩桩身轴力分布在支盘位置发生突变,且盘位置突变量值高于支位置;埋深较深处盘结构与埋深浅处盘结构相比,发挥承载能力时具有明显的滞后效应;抗压支盘桩桩顶受荷较大时,支盘结构发挥主要承载功能,桩端及桩侧发挥辅助承载功能;设计时应将支盘结构设置于力学性质较好的土层,以充分发挥桩身范围内各土层承载能力;支盘结构的施作对支盘周土体具有挤扩压硬作用,提高了支盘周土体的承载能力。

摘要：为探明有无内部结构、内部结构不同施作方式(全预制、预制+现浇)对盾构隧道整体结构横向抗震性能的影响,以济南黄河隧道为依托,建立地层-管片-内部结构三维精细化模型,采用显式动力时程方法进行抗震性能研究。研究结果表明:1)内部结构对隧道变形的约束作用呈阶段性变化。在弹性工作阶段,增大内部结构与管片接触面连接刚度能有效降低隧道变形,隧道径向收敛最大降低86.87%;在塑性工作阶段,由于内部结构惯性力和重力的作用,会加剧隧道变形。2)考虑内部结构会明显降低其施作区域内的管片峰值应力与损伤,小主应力最大降低50.75%,刚度折减系数最大降低0.0606。3)考虑内部结构后,隧道局部轴力与弯矩会降低,内部结构采用预制+现浇方式时弯矩最大降低769 kN·m,轴力最大降低1798 kN。4)内部结构与管片接触面连接刚度越大,两者协调变形能力越好,但内部结构薄弱区域需要同步补强,防止结构过早进入塑性工作状态。

摘要：为研究城市深埋黏土隧道受力特性及变形破坏机制,开展室内相似模型试验。采用自主研制的隧道全断面掘进试验装置,运用位移、土压力、应变量测装置及石英砂标记方法,研究开挖过程及不同埋深下隧道受力与变形特征,分析衬砌结构的最终破坏形态,通过数值模拟证实模型试验的有效性。研究结果表明:隧道开挖后土体裂纹集中分布于开挖面左上方且以压剪破坏为主,隧道开挖引起了土体的纵向不均匀沉降且邻近洞口段土体沉降最大;在50~500 m埋深条件下,土体沉降随着深度的增大而减小,土压力竖向衰减幅值大于横向,隧道结构拱底土压力最大,右拱腰和拱顶次之,左拱腰最小,隧道能够承受的埋深极限为150m;受非对称荷载作用,衬砌右部结构破坏比左部严重,衬砌结构收敛变形类似“横鸭蛋”形状,洞口段拱顶向内收敛最显著,而衬砌末端水平扩张变形明显。试验结果揭示了深埋黏土隧道地层–结构相互作用机制,为深埋地铁隧道安全施工提供了参考依据。

摘要：为探明有无双层衬砌、双层衬砌不同施作方式(复合式、叠合式)对盾构隧道横向抗震性能的影响,以甬舟铁路金塘海底铁路隧道为工程依托,建立盾构隧道双层衬砌三维精细化模型的同时考虑了隧道材料与接触的非线性行为,采用隐式动力时程法进行了抗震性能研究。结果表明:(1)双层衬砌与管片的连接刚度越大,隧道变形越小;(2)复合式衬砌对隧道环向抗震性能提升有限,其变形、损伤及应力规律与单层衬砌基本一致;(3)叠合式衬砌能有效提升隧道抗震性能,充分利用材料力学特性,但需要重点关注隧道的损伤情况;(4)抗震设防等级要求较高的区段建议采用叠合式双层衬砌,防水、防火要求较高的特殊区段建议采用复合式双层衬砌。

摘要：油气管道水下盾构隧道处于高水压、大埋深的特殊环境,其管片接头的力学性能与常规盾构隧道差异较大。以中俄东线天然气管道长江盾构隧道工程为例,基于有限元软件ABAQUS建立了管片接头三维精细化模型,对接头变形特征、螺栓应力应变以及抗弯刚度变化进行分析,重点研究了接头抗弯性能变化的整体力学响应特性。结果表明:在管片接头压弯状态下,依据接头竖向位移、张开量以及螺栓应力应变情况,接头的受力状态可分为接缝缓慢张开、接缝张开螺栓受力以及接头失稳螺栓屈服3个阶段;在接缝缓慢张开阶段,轴力约束越强,螺栓开始分担压弯作用的时机越迟;接头张开量对于轴力大小有较强敏感性,随轴力增加,张开量增长速率的“减缓段”占接头压弯过程比例逐渐减小;对于大埋深、高水压的小断面盾构隧道,管片接头分别在正、负弯矩的作用下,其变形特征对比不明显,但同等轴力水平下正弯矩对接头螺栓变形的影响较大。中俄东线天然气管道长江盾构隧道接头的抗弯性能集中体现了油气管道盾构隧道接头受力特征,可为盾构隧道管片结构设计提供参考。(图9,表1,参22)